RESYS-TOOL. Ein Werkzeug zur Unterstützung der regionalen Energiewende

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Miriam Albrecht
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1 RESYS-TOOL Projektteam: Ein Werkzeug zur Unterstützung der regionalen Energiewende Günter Wind (Wind, Ingenieurbüro für Physik) Horst Lunzer (Dr. Lunzer Energie & Umwelt e.u.) Petra Busswald (akaryon OG ) Ernst Schriefl (ecopolicy-lab) Thomas Lewis (energieautark GmbH) Ansbert Sturm (Energieagentur der Regionen) 1 von 20

Lunzer Energie & Umwelt e.u.) Petra Busswald (akaryon OG ) Ernst Schriefl

2 Die Energiewende benötigt maßgeschneiderte Strategie-Tools für Energieberater und Entscheidungsträger Derzeitige Tools erstellen meist Jahresbilanzen wichtige Aspekte müssen integriert werden: Kurzzeitige und saisonale Verläufe von Energieangebot und Nachfrage Speicherbedarf zum Ausgleich von Energieangebot und Nachfrage Flächenbedarf zur Nahrungsmittelproduktion Lokale Anforderungen für die Energiewende 2 von 20

und saisonale Verläufe von Energieangebot und Nachfrage Speicherbedarf zum Ausgleich von Energieangebot

3 0,12 Mix- 0,1 Anteile A2050 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Wasserkraft - 0,45 45,0% 45,0% 0, , , , , , , Wind - 0,273 27,3% 27,3% 0, , , , , , , ,08 PV - 0,22 22,0% 22,0% 0, , , , , , , Biomasse, Biogas, 0,06 0,057 Geothermie - 0,057 5,7% 5,7% 0, , , , , , PV - 0,22 0, Strombedarf % 100% 0, , , , , , , Speichervolumen /Jahresbedarf 6,2% Monatliche Anteil an der Jahrespoduktion 0,04 0,02 Biomasse, Biogas, Geothermie - Wind - 0,273 Wasserkraft - 0,45 0 Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Wie hängen die Energielücken mit dem Energiemix zusammen? 3 von 20

Biogas, 0,06 0,057 Geothermie - 0,057 5,7% 5,7% 0,014422199 0,008697218 0,004206151 0,001720271 0,00104029 0,00091844 PV - 0,22 0,00080958 Strombedarf - 1 100% 100% 0,095392078 0,084074373

4 Speicherbedarf mit vorhandener Speicherwasserkraft gerade noch bewältigbar, Biomasse = Winterenergie) Nutzung versiegelter und minderwertiger Flächen durch Photovoltaik Windkraftausbau laut machbar mit Abstandregelung Mehr Photovoltaik führt zu höherem Speicherbedarf bzw. zu saisonalen Importen und Exporten! 4 von 20

5 Geringer Speicherbedarf mit vorhandener Speicherwasserkraft zu bewältigen Zu hoher Windkraftanteil ca. 17-fach von Große Akzeptanzprobleme! 5 von 20

6 Durchschnittlicher Jännertag 6 von 20

7 Energiereicher Jännertag 7 von 20

8 Energiearmer Jännertag 8 von 20

9 Ein webbasiertes Tool Zielgruppen: EnergieberaterInnen für Gemeinden, Regionen Entscheidungsträger Berücksichtigung der regionalen Struktur IST-Bedarf, Potenziale Zielsetzung für Energiebedarfsreduktion und Potentialnutzung Entwicklungsphase: Start: 2011 Projektende: Ende von 20

IST-Bedarf, Potenziale Zielsetzung für Energiebedarfsreduktion und

10 Modell-Prinzip Simulation auf Jahresebene Profildaten und Funktionen Simulation in Stundenauflösung 10 von 20

11 Bedarfssimulation 1. Basis-Eingaben Typbestimmung Vorgabewerte für weitere Simulationen 2. Eingaben plus Vorgabewerte (modifzierbar) Bedarf sektoral (Wohnen, Gewerbe+Industrie, Gemeinde/Infrastruktur, Mobilität) 3. Statistik-Austria Transfer auf technische Nutzungsbereiche (Wärme bis 100 C, Raumheizung, Warmwasser, Prozesswärme, ) 11 von 20

Eingaben plus Vorgabewerte (modifzierbar) Bedarf sektoral (Wohnen, Gewerbe+Industrie,

12 Gemeindetypologien, Schlüssel zur Bedarfssimulation Typen / Einstufung Stadt Gemeinde mit Industrie Tourismusgemeinde landwirtschaftliche Gemeinde Ackerbau landwirtschaftliche Gemeinde Viehzucht Kleinstadt mit Infrastruktur Wohngemeinde mit hohem PendlerInnen-Aufkommen Typisierungs- Algorithmus auf Basis von 82 Gemeinden (Daten aus CO2-Grobbilanz) plus 86 Gemeinden aus KEM-Regionen Einflussparameter Einwohner Beschäftigte / Einwohner Gästebetten / EW Landwirtschaftliche Fläche / Gemeindefläche Großvieheinheiten / EW Strombedarf Infrastruktur 12 von 20

Typisierungs- Algorithmus auf Basis von 82 Gemeinden (Daten aus CO2-Grobbilanz) plus 86 Gemeinden aus KEM-Regionen Einflussparameter

13 Aufbringungs-Seite Bsp. Solarthermie von von 20 43

14 Aufbringungs-Seite Für alle erneuerbaren Energieträger: 1. Modell für theoretisches Potenzial 2. Modell für Abbildung Ist- bzw. geplante-nutzung Jahres- und Stundenauflösung 14 von 20

15 RESYS-Tool: dynamische Profile Synthetische Ermittlung der Profile: Klimadaten (Referenzwetterdatensätze) für Wärmebedarf, Kühlbedarf, Wind-, Solarenergie, Messdaten bzw. Ertragsdaten z.b. Wasserkraft, Windenergie, sektoraler Strombedarf Standardisierte Profile (Allgemeinstrombedarf, Warmwasserbedarf, ) abhängig von Sektoren Methodik: Simulationen für Photovoltaik, Solarthermie, Windenergie, Wärmepumpen Gebäudesimulation Beleuchtungssimulation Simulation Kühlanlagen, Klimaanlagen 15 von 20

16 Ergebnisse Energiebilanzierung Ergebnisse der Energiebilanzierungen (IST und Plan): Wärmebilanzen: Raumwärme + Warmwasser Prozesswärme NT Prozesswärme HT Strombilanz Speicherbedarf Ausgleichsenergie Lokal Energieaustausch über die Region hinaus Vergleich mit Österreich-Situation Energieträgerbilanzen Treibstoffe biogen bzw. BTL Biomasse fest Biogassubstrat Biogas Fossilenergie Fossile Treibstoffe 16 von 20

Lokal Energieaustausch über die Region hinaus Vergleich mit Österreich-Situation Energieträgerbilanzen

17 Abgebildete/berechnete Wechselwirkungen I Die Simulations-Profilfunktionen bilden zahlreiche Wechselwirkungen ab: Einfluss des Dämmstands der Gebäude auf den Verlauf und Dauer des Raumwärmebedarfs Heizungsbeiträge von Solarthermie Dämmzustand der Gebäude, sowie der spezifischen Nutzenergieerträge Nutzenergieerträge von Solarthermie Anlagengröße bzw. Potenzialausbau Wärmegeführte/stromgeführte Betriebsweise von BHKW, BTL Volllaststunden und Rohstoffausnutzung 17 von 20

Dämmzustand der Gebäude, sowie der spezifischen Nutzenergieerträge Nutzenergieerträge von Solarthermie Anlagengröße

18 Abgebildete/berechnete Wechselwirkungen II Fernwärmeausbau zusätzliche Verlustwärme: ermöglicht Vergleich dezentraler und zentraler Technologien Verminderung von Volllaststundenzahlen von Spitzenbedarfsdeckung durch Einsatz von Solarthermieanlagen, bivalente Wärmepumpen, Grundlast-BHKWs Stromverbrauchszunahme durch zusätzliche Energierzeugungsanlagen (Heizkessel, Wärmepumpen, Biogas, BTL-Anlagen) Ausgleichsenergiebedarf - Energiemix 18 von 20

Einsatz von Solarthermieanlagen, bivalente Wärmepumpen, Grundlast-BHKWs Stromverbrauchszunahme durch

19 Abgebildete/berechnete Wechselwirkungen III Abhängigkeit des spezifischen Anlagenertrags von der Intensität der Potenzialnutzung (Photovoltaik, Wind) Spätere Versionen RESYS-City gefördert von ZIT Stadt Wien: Einflüsse von Energiespeicher der E-Fahrzeuge Verbraucherbeeinflussung durch smart metering Mit realen Wetterdatensätzen können Synergieeffekte verschiedener Energiequellen (z.b. Photovoltaik Wind Wasserkraft) untersucht werden zukünftiges Projekt 19 von 20

Energiespeicher der E-Fahrzeuge Verbraucherbeeinflussung durch smart metering Mit realen Wetterdatensätzen können

20 Benchmarking Regionale Energieautarkie ist NICHT das nachhaltige Ziel: Nachhaltiges Ziel: z.b. dünn besiedelte Regionen mit wenig Industrie müssen die Ballungsräume mitversorgen. Orientierung am Referenzszenario für energieautarkes Österreich: Erforderliche Intensität der Reduktionsmaßnahmen (Wärme, Treibstoff, ) Erforderliche Nutzung der einzelnen Potenziale (Orientierung am Energiemix) Erforderlicher Speicherbedarf Flächenbedarf für Nahrungsmittelproduktion Ziel des Benchmarkings: Die Summe aller Regionen Österreichs soll das funktionierende Referenzszenario ergeben. 20 von 20

Orientierung am Referenzszenario für energieautarkes Österreich: Erforderliche Intensität der Reduktionsmaßnahmen (Wärme, Treibstoff, )

21 Kosten für zukünftige Energieversorgung Kosten für Maßnahmen und Ausbau: Typische Kosten für Reduktionsmaßnahmen (erst in späteren Ausbau) Kosten für Ausbau regenerativer Energien Typische Anlagenkosten - abhängig von Anlagengröße, 21 von 20

22 AP3: Tool Ablauf 1. Typbestimmung 1 Seite wenige Eingaben Typ 2. Ist-Energiebedarf Eingaben / 10 Seiten Energiebedarf 3. Ist-Aufbringung 1-3 Eingaben pro Energieträger (Wasser, Wind, Solar, Wärmepumpe, Biomasse), Vergleich Potenziale 4. Ist-Analyse Sektoren Nutzungsbereiche, Energieträger- Verteilung, Verläufe in Stundenauflösung 5. Zielplanung Trends, Effizienzmaßnahmen, Potenzialnutzung 6. Ergebnisse Jahresanalyse, Benchmarks, Kosten, Verläufe 22 von 20

23 1 Typbestimmung 23 von 20

24 2 Energiebedarf 24 von 20

25 3 Ist-Aufbringung 25 von 20

26 4 Ist-Analyse Nutzungsbereiche gebnisse 26 von 20

27 4 Ist-Analyse Verläufe 27 von 20

28 5 Zielplanung Trends, Effzienzmaßnahmen 28 von 20

29 5 Zielplanung Aufbringungs-Planung 29 von 20

30 6 Ergebnisse 30 von 20

31 Beispiel: Österreich-Biomassenutzungsstrategie Ganzjahresbetrieb versus Winterbetrieb Ganzjahresbetrieb von BHKW, BTL: Biomasse, Biogas nur im Winter: Saisonal genützte Biomasse ist wichtigster Solarenergiespeicher 31 von 20

32 Beispiel: Österreich Biomassenutzungsstrategie Ganzjahresbetrieb von BHKW, BTL: Großes Wärmedefizit im Winter Energieimporte woher??? Biomasse, Biogas nur im Winter: sogar leichte Reserven erst die Verlaufsberechnung macht sicher! 32 von 20

33 RESYS-Tool Herzlichen Dank für Ihr Interesse Bis bald unsere Gedanken werden uns bei der Benutzung des RESYS-Tools wiederfinden 33 von 20

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